Почему шумят линии электропередач?

Шум ЛЭП — известное явление, но не всегда безобидное. Источник изображения: rolandberger.com Мы живём в такое время, когда электричество стало такой же неотъемлемой частью жизни, как воздух или вода. Линии электропередач (ЛЭП) опутывают наши города, тянутся вдоль дорог, пересекают поля и леса — они везде. И многие из нас, проходя под высоковольтными проводами, замечали над головой гул, жужжание. Это не просто техническая особенность — за таким поведением ЛЭП скрывается интересная физика, а также потенциальные риски. Но почему провода вообще шумят? Опасно ли это? И можно ли избавиться от этого звука? Откуда берётся гул в проводах? Когда мы слышим жужжание высоковольтных линий , на самом деле наблюдаем коронный разряд — особый вид электрического разряда в воздухе. Он возникает, когда напряжение в проводах настолько велико (обычно от 110 кВ и выше), что начинает «пробивать» окружающий воздух. Воздух — это изолятор, но под высоким напряжением он может ионизироваться (распадаться на заряженные частицы). Когда электроны вырываются из провода, они сталкиваются с молекулами воздуха, создавая микроскопические разряды . Именно эти мини-молнии и производят характерный гул или шипение. Electricity cables covered in ice after frozen rain phenomenon Почему в дождь ЛЭП шумят сильнее? Вы, вероятно, замечали, что в сырую погоду или во время дождя гудение ЛЭП становится громче . Это происходит по нескольким причинам: вода усиливает ионизацию (капли действуют как проводники); влажный воздух хуже изолирует, поэтому разряды возникают чаще; на проводах могут образовываться капли, которые искажают электрическое поле. В сильный туман или при обледенении проводов коронный разряд может сопровождаться видимым свечением голубоватого или сиреневого цвета — это явление называют огнями Святого Эльма ( хотя в случае ЛЭП это не совсем то же самое ). Коронный разряд. Огни Святого Эльма. Источник изображения: author.today В Сибири и на Дальнем Востоке зимой можно наблюдать особенно сильное свечение проводов из-за сочетания мороза и высокой влажности. Чем опасен гул высоковольтных проводов? Это не просто раздражающий звук. В долгосрочной перспективе коронный разряд может вредить оборудованию и даже здоровью . Если говорить об оборудовании, коронный разряд приводит к потерям электроэнергии (до 2-5% в высоковольтных сетях), разрушает изоляцию (соответственно ускоряет износ оборудования), создаёт помехи в радиосвязи , которые могут глушить радиосигналы (особенно AM-диапазон) и влиять на работу чувствительной электроники. Что касается нашего здоровья, тут тоже есть неприятные моменты. При коронном разряде воздух превращается в озон (O₃). В малых дозах он полезен, т. к. убивает бактерии, но вблизи ЛЭП концентрация озона может быть вредной . Распознать это можно по резкому металлическому запаху, похожему на запах после грозы. При долгом вдыхании такой воздух вызывает кашель , головную боль, раздражение лёгких. В условиях промышленных городов (Норильск, Челябинск), плотной городской застройки, замкнутых долин (например, в Прибайкалье) концентрация озона от ЛЭП может достигать предельно допустимых значений. В редких случаях интенсивный коронный разряд может привести к перегреву проводов, искрению и даже короткому замыканию, соответственно есть риск возгорания ( и тут приходит мысль о лесных пожарах вблизи ЛЭП ). Читай также: Почему птиц на высоковольтных проводах не ударяет током? Как инженеры борются с коронным разрядом? Поскольку коронный разряд имеет негативные последствия, энергетики используют несколько методов, чтобы его уменьшить: Коронные кольца (градиентные кольца) — это металлические «бублики», которые крепят к изоляторам ЛЭП. Их задача — перераспределить электрическое поле и не дать энергии концентрироваться и уходить в воздух. Утолщённая изоляция : чем толще слой изоляции на проводах, тем меньше шансов, что возникнет разряд. Но есть нюанс: если коронный разряд всё-таки пробивает изоляцию, он может её повредить, а это уже опасно. Расщепление проводов : вместо одного толстого кабеля используют несколько параллельных (например, 3 или 4). Это уменьшает напряжённость поля на поверхности. Специальные покрытия антикоронационными составами , которыми покрывают некоторые ЛЭП, снижают разряды. Изменение геометрии линий : иногда проблему решают увеличением расстояния между проводами, использованием горизонтального расположения фаз вместо треугольного, устанавкой экранирующих тросов (верхние провода без тока, которые принимают на себя разряды). Коронный разряд. Источник изображения: exosens.com Можно ли полностью избавиться от шума ЛЭП? К сожалению, полностью устранить коронный разряд невозможно — это физическое явление, связанное с высоким напряжением. Но инженеры постоянно работают над снижением его эффектов: новые материалы изоляторов (композитные вместо фарфоровых), системы мониторинга с датчиками коронного разряда, гибридные линии (воздушные + подземные на территории городов, но это дорого ). В рамках программы модернизации электросетей к 2035 году планируется заменить 60% изношенных ЛЭП на линии нового поколения. Подписывайтесь на наши каналы в Telegram и Дзен , делитесь своим мнением в нашем чате . И читайте следующую статью: электричество помогает заживлять раны в 3 раза быстрее.
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News